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코일의 자기장 측정 예비결과레포트

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최초등록일 2022.02.18 최종젿작일 2021.09
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코일의 자기장 측정 예비결과레포트
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    목차

    1. 실험목표
    2. 실험이론
    3. 실험기구 및 장치
    4. 실험 내용
    5. 실험 방법
    6. 장비 설명
    7. 실험결과
    8. 고찰 및 결론
    9. 참고문헌

    본내용

    1. 실험 목표
    - 자기장의 공간적 분포를 수식으로 이해할 수 있다.
    - 솔레노이드, 헬름홀츠 코일에서 자기장의 분포를 이해하여 거리에 따른 그래프를 그릴 수 있다.
    - 헬름홀츠 코일의 중앙에서 자기장의 세기가 일정하게 유지되는 이유를 알 수 있다.

    2. 실험 이론
    1) 비오 – 사바의 법칙
    비오 – 사바의 법칙은 전류가 만들어내는 자기장의 세기를 거리에 따라서 나타내줄 수 있는 법칙이다. 이 법칙에 의해서 미소길이의 전류가 dl일 때 dl이 만들어내는 r만큼 떨어진 곳에서의 자기장의 세기 dH를 나타낼 수 있다.

    위 식을 적절히 적분하면 자기장의 세기 H를 구할 수 있다.

    위의 비오 – 사바의 법칙을 적절히 방향성분을 고려해주면 원형 고리의 축을 따라 자기장 밀도를 구할 수 있다.

    위 그림에서 R방향의 성분은 적분을 하게 되면 합이 0이 되기 때문에 z방향의 성분만 고려하면 된다.

    z방향의 성분을 고려하여 나타내면 자기장의 세기는 다음과 같다.

    위의 모든 식에 대하여
    B = 자속밀도[T, G], H = 자기장 세기[Oe, A/m],

    2) 솔레노이드의 자기장
    이상적인 솔레노이드의 내부에서의 자기장은 일정하고 외부의 자기장은 0이다. 이때 솔레노이드 내부의 자기장의 세기를 식으로 나타내면 다음과 같다.

    위 식에 대하여 n = N/L (코일이 감긴 밀도), I = 코일의 전류

    3) 단일 코일의 자기장
    단일 코일의 자기장의 경우 앞서구한 비오 – 사바의 법칙을 따른다. 이때 단일코일의 감긴 수에 따라 N을 곱해준다. 따라서 식은 다음과 같다.

    4) 이중 코일(헬름홀츠 코일)의 자기장

    코일이 a만큼 떨어져 있고 두 코일의 중심을 원점으로 생각하여 두 개의 직렬 연결된 코일이 에 있다고 가정했을 때 중심축 x에서의 자기장은 다음과 같다.

    참고자료

    · 건국대학껓 물리학과, 2018, 일반물리학 실험, 북스힐
  • Easy Ai 요약

    이 문서는 물학씄험코일의 자기장 측정에 관한 예비/결과보고서로, 실험 목표, 실험 이론, 실험 기구 및 장치, 실험 내용, 실험 방법, 장비 설명, 실험 결과, 고찰 및 결론 등을 포함하고 있다. 실험 목표는 자기장의 공간적 분포를 수식으로 이해하고, 솔레노이드, 헬름홀츠 코일에서 자기장의 분포를 이해하여 거리에 따른 그래프를 그리는 것이다. 실험 이론으로 비오-사바의 법칙을 설명하고, 솔레노이드, 단일 코일, 이중 코일(헬름홀츠 코일)에서의 자기장 공식을 제시하였다. 실험 기구 및 장치로는 실험 받침대, 헬름홀츠 코일, 전원 장치, 가우스 메터, 측정용 프로브 등을 사용하였다. 실험 내용으로는 a=R의 헬름홀츠 코일 배치에서 전류에 따른 중심의 자기장 밀도 측정, 축 방향 자기장 밀도 측정, 코일 간격 변화에 따른 축 방향 자기장 밀도 측정, 공간적인 자기장 분포 측정 등을 수행하였다. 실험 결과를 바탕으로 비오-사바의 법칙을 통해 각 코일 유형의 자기장 특성을 분석하고, 오차 요인 및 개선 방안을 제시하였다. 종합적으로 이 문서는 자기장 분포에 대한 이해도를 높이고 실험 기술을 향상시킬 수 있는 내용을 포함하고 있다.
  • 자료후기

      Ai 리뷰
      이 문서는 비오-사바의 법칙을 활용하여 다양한 유형의 코일에서 자기장 분포를 측정하고 분석하는 내용을 자세히 다루고 있다.
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